具时滞的基因表达模型的稳定性分析

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1、万方数据UniversityCode：10225RegisterCode；080384DissertationfortheDegreeofMasterStabilityOfAnalysisGeneExpressionModelsWithDelaysCandidate：Supervisor：AssociateSupervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：DateofOralExamination：University：ZhangHuihuiProf．ZhangChunRuiMast

2、erBiophysicsJune，2008NortheastForestry万方数据摘要时间延迟广泛存在于各种生命活动中，在生物体内，基因调节系统的转录、翻译、蛋白质的形成等过程都存在时间延迟。通过对时问延迟的基因表达系统的研究，发现时问延迟会增加系统的稳定性使系统更容易出现新的特征。时滞微分方程在力学、物理学、生命科学、经济学、医学等诸多领域都有广泛的应用。时滞微分方程的研究无论在理论上还是在应用上都有十分重要的意义。本文主要运用时滞微分方程稳定性理论的方法对三类具时滞的基因表达模型进行稳定性分析，在第三、第四和第五章中进行

3、了分别论述。在第三章中，首先构建了双时滞的单基因表达模型。然后取不同的参数，通过对模型的线性部分特征方程根的分布分析，讨论了平衡点的稳定性，详细地研究了该基因表达模型的动力学性质，从而说明了该模型始终处于稳定的状态。并且通过数值仿真例子对结论进行了证明。科学研究发现，P53作为一种重要的癌症基因，与人类50％的肿瘤疾病有关。在第四章中，针对一类具时滞的P53．Mdm2反馈模型进行了具体的讨论，得出了该系统稳定和Hopf分支产生的条件，从生物学观点上指出了具时滞的P53．Mdm2反馈系统存在周期性振荡现象，给出了模型的仿真图。并

4、运用中心流形定理研究了无时滞时平衡点的稳定性。‘MicroRNA(miRNA)是一种单链小分子RNA，它广泛存在于真核生物中。miRNA的主要功能是调节生物体内在的与体生长、发育、疾病发生过程有关的基因的表达。早期的具时滞的基因表达模型中只考虑了mRNA和转录因素之间的相互作用而没有考虑miRNA的作用。在第五章中，研究了一种考虑miRNA在延迟反馈的基因表达调控中的作用的基因表达模型，得出了该系统稳定和Hopf分支产生的条件，并利用Matlab仿真，比较了模型改造前后的动力学性质，可以发现由于miRNA的作用，系统的稳定条件

5、发生变化，从理论上证明了miRNA在基因表达过程中不可忽视的作用。关键词时滞；Hopf分支；基因表达：稳定性万方数据AbstractTimedelayexistsinthevariousactivitiesoflife，suchastheprocessesofgenetranscription，translationandproteinformationofgeneregulationsystem．Someresearchshowsthattimedelaywillincreasethestabilityofthesystem

6、ofgeneregulationandmakeitappearnewfeatures．Delaydifferentialequationisappliedwidelyinmanyfields，suchasMechanics，Physics，LifeScience，Economics，MedicalScienceandSOon．Theresearchofdelaydifferentialequationisveryimportantintheoryandinpractice．Thebifurcationtheoriesofdel

7、aydifferentialequationsareappliedtoanalyzethestabilityofthreekindsofgeneexpressionmodelswithdelays，whicharerespectivelydescribedinthethird，fourthandfifthchapter．Inthethirdchapter，firstofall，asingle-geneexpressionmodelwithtwodelaysisgiven．Thedistributionoftherootsoft

8、hecharacteristicequationassociatedwiththemodelisanalyzedusingdifferentparameters，thestabilityoftheequilibriumpointsandthedynamicspropertie